流化床气化温度对生物质燃气热值的影响研究

张军辉，马光耀

(华电电力科学研究院，浙江杭州  310030)

　　摘 要：在流化床气化实验装置上对稻壳在600～700℃，700～800℃、800～900℃，900～1000℃温度范围下进行气化实验。实验结果表明：(1)气化温度为600～700℃时，炉内有残炭存在；(2)气化温度800～900℃时，燃气品质要好于700～800℃，为最佳气化温度，(3)气化温度为900～1000℃时，气化炉底部温度过高时会瞬间导致结渣现象。

　　随着社会发展，我国的煤炭、石油、天然气等化石能源日益减少，环境问题同时变得更加严峻。生物质能作为一种不受天气条件约束的能源，相对于风能、太阳能而言，具有独特的特点。由于生物质能源中，挥发成分含量所占比例高达60％～80％，对生物质原料进行气化是生物质能开发中较为重要的一个利用方式。温度不但对物料的气化产物也产生一定的影响[1]，合适的气化温度可使生物质燃气中的焦油进行分解[2]。

　　1 实验物料及实验装置

　　该试验中，所用的实验物料为常见的稻壳，稻壳的物理特性见表1，稻壳灰成分分析见表2。实验装置为循环流化床实验装置，系统简图见图1。该流化床气化装置高为3000m，气化炉炉体直径为200mm。

　　该实验以河沙为床料，以天然气为加热热源，首先对床料进行加热，床料加热到400℃以上时，向炉内加入原料稻壳。随着炉内温度逐渐上升，当炉内各温度测点温度稳定时，逐渐调整燃料与空气的比例将气化炉由燃烧状态向气化状态切换。适当调整空气和燃料的比例，依次对稻壳在600～700℃、700～800℃、800～900℃、900～1000℃的温度范围内进行气化实验。

　　当炉内气化温度为800～900℃时，燃气热值为1050～1100kcal，燃气热值有所提高。当炉内气化温度为900～1000℃时，由于距离稻壳的变形温度较近，实验过程中发生床料板结及结渣现象。不同气化温度下燃气热值及燃气组分见表3。

　　由表3对比气化炉内不同的气化温度下的气化效果，可以看出稻壳的气化温度对燃气品质有呈现出的关系为正相关性，燃气热值随着炉内气化温度的升高而逐渐升高，即温度越高，稻壳的气化效果也就越好。

　　2 结语

　　该文对稻壳在循环流化床中不同的气化温度下进行气化实验，通过实验可以得出以下结论。

　　(1)气化温度为600～700℃时，燃气的热值较低，同时炉内物料的料层阻力不断增加，排灰中含有大量的残炭，此温度范围内不利于物料进行气化。

　　(2)气化温度为700～800℃、800～900℃时，炉内存在的残炭比较少，同时燃气中的焦油得以进行分解，燃气的品质得到提高，气化温度为800～900℃时所得到的燃气的品质要优于气化温度为700～800℃时燃气的品质。

　　(3)气化温度为900～1000℃时，在气化过程中由于气化温度接近于稻壳的变形温度，炉内物料流化过程中会产生局部温度过高的现象，这使得炉内物料发生板结而导致结渣，此温度范围不利于气化。

　　参考文献

　　[1]刘慧利，胡建杭，王华，等．温度对松木屑气化液体产物组成的影响[J]．燃料化学学报，2013，41(2)：1 89-l96．

　　[2]鲍振博，靳登超，刘玉乐，等．生物质气化中焦油的产生及其危害[J]．安徽农业科学，201l，39(4)：2243-2244．